单向阀的运动特性对自能膨胀式高压SF6断路器的仿真计算结果准确度具有直接影响。为此,提出了一种耦合了阀片运动的自能膨胀式高压SF6断路器磁流体动力学模型,对2种典型开断条件下(短路电流有效值为36k A和40 k A,燃弧时间15.3 ms)的燃弧情况进行了研究;对比分析了不同电流下灭弧室内的温度分布、气压分布、喷口烧蚀质量以及单向阀的运动特性。结果表明,40 k A条件下灭弧室内的整体温度和气压高于36 k A条件下;40 k A条件下的单向阀比36 k A条件下的单向阀提前0.8 ms动作,喷口烧蚀质量增加了0.35 g。
基于建立的可拆式高压气体断路器,研究了SF_6-CF_4气体的电弧开断特性。采用数字延时脉冲发生器控制断路器操作机构和晶闸管等的动作时序,利用屏蔽网包裹信号线以降低电磁干扰,借助毕托管和管内阻尼颗粒实现压力传感器的绝缘和隔热并抑制管内压力波的振荡。利用硅压阻式传感器和零区测量设备分别测量了电弧开断过程中喷口喉部气压及零区电压电流的变化。分析了短路电流和气体配比等对灭弧室中喷口喉部气压变化和电弧零区行为等的影响。将Mayr电弧模型应用于弧后行为的预测,通过改变恢复电压上升率(rate of rise of recovery voltage,RRRV)和零前电流斜率(di/dt)来分析SF_6-CF_4电弧的零区特性。结果表明,在SF_6中添加CF_4后,测量点气压增量及临界恢复电压上升率趋于下降。计算得到SF_6和50%SF_6-50%CF_4的临界弧后电流分别为0.74A和0.96A。50%SF_6-50%CF_4中临界恢复电压上升率为SF_6的77%,临界恢复电压上升率和测量点气压增量之间呈现出一定的相关性。
